science >> Wetenschap >  >> Fysica

Het verband tussen negatieve stijfheid en magnetische domeinwanden blootleggen

Afbeelding van de interne magnetische structuur van een domeinwand en hoe deze vervormt met negatieve stijfheid. Krediet:Vincent Sokalski

De natuur houdt niet van interfaces - daarom zijn bubbels graag rond, en het oppervlak van een vijver wordt plat zolang het niet wordt verstoord. Deze trends minimaliseren de totale hoeveelheid interface (of oppervlak) die aanwezig is. Als uitzondering op dit gedrag, van bepaalde materialen is bekend dat ze een eigenschap hebben, negatieve stijfheid genoemd, waar de interface de voorkeur geeft om vervormd te worden, of golvend, zelfs zonder enige externe stimulatie.

Grensvlakken met negatieve stijfheid zijn eerder in kristallen overwogen, maar het kenmerk is nu ook gevonden in het moderne magnetisme. Onderzoekers van Carnegie Mellon University's College of Engineering hebben aangetoond dat de interface die twee tegengesteld gemagnetiseerde gebieden van een materiaal scheidt (een domeinwand genoemd) ook negatieve stijfheid kan vertonen.

Materiaalwetenschappen en techniek Ph.D. studenten Price Pellegren en Derek Lau, onder leiding van assistent-onderzoekshoogleraar Materials Science &Engineering Vincent Sokalski, laten zien dat deze stijfheid precies bepaalt hoe de domeinwand beweegt in bepaalde ultradunne magneten. In de studie, ze beschrijven ook hoe de domeinmuur kan worden gebruikt als een hulpmiddel om de verdeling van ongewenste defecten in het materiaal te meten.

Dit begrip van het gedrag van domeinmuren is van cruciaal belang voor de ontwikkeling van toekomstige energiezuinige computers waarbij informatie wordt opgeslagen in de domeinmuur terwijl deze door een magnetisch circuit beweegt.

Materials Science and Engineering Assistant Research Professor Vincent Sokalski legt zijn werk uit aan tweedimensionale magnetische bubbels, skyrmionen genaamd, en hun rol bij het zoeken naar nieuwe materialen om de energie-efficiëntie te verbeteren, snelheid, en betrouwbaarheid van computergeheugen en processors. Krediet:Carnegie Mellon University College of Engineering

Voor meer informatie over dit onderzoek, lees het volledige artikel, "Dispersieve stijfheid van de muren van het Dzyaloshinskii-domein, " gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .